CN110300876A - 热交换单元 - Google Patents

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Abstract

构成热交换器(11)的多个扁平管(63)被区分成上下排列的多个热交换部(60A～60K)。各热交换部(60A～60K)具有：主热交换部(61A～61K)；和在主热交换部(61A～61K)的下方通过总集合管(90)的折返连通空间(92A～92K)串联连接的副热交换部(62A～62K)。这里，根据空气的风速分布，构成热交换器(11)的上部的热交换部(60A～60D)的扁平管(63)的数量被设定成少于构成下部的热交换部(60I～60K)的扁平管(63)的数量。

Description

热交换单元
技术领域
本发明涉及热交换单元，特别是涉及如下的热交换单元，该热交换单元具有：外壳，其在侧面形成有吸入口，在顶面形成有吹出口；送风机，其面向吹出口配置；和热交换器，其被配置在送风机的下侧。
背景技术
以往，作为被容纳在空调装置的室外单元中的室外热交换器，有时采用具有上下排列的多个扁平管的热交换器。并且，作为这样的热交换器，有的如专利文献1(日本特开2012-163319号公报)所示，多个扁平管被划分成：多个主热交换部，它们被集中地配置在热交换器的上部；和多个副热交换部，它们被集中地配置在多个主热交换部的下侧，主热交换部与副热交换部借助于连通管被连接起来，从而形成有多个热交换部。
此外，作为空调装置的室外单元，有时采用一种热交换单元(上吹型热交换单元)，该热交换单元具有：外壳，其在侧面形成有吸入口，在顶面形成有吹出口；送风机，其面向吹出口配置；和热交换器，其被配置在送风机的下侧。
发明内容
作为构成上述上吹型热交换单元的热交换器，可考虑采用专利文献1所示的热交换器。
但是，在上吹型热交换单元中，由于在送风机的下侧配置有热交换器，因此，通过热交换器的空气的风速有如下的倾向：与热交换器的下部相比，热交换器的上部风速较快。因此，若将专利文献1所示的热交换器用于上吹型热交换单元，则在作为制冷剂的蒸发器发挥作用时，与在位于热交换器的下部的扁平管流动的制冷剂相比，在位于热交换器的上部的扁平管流动的制冷剂的热交换容易进行，因此，在扁平管之间热交换的程度产生差异，随之，在热交换部之间也在热交换的程度上产生偏差。
为了消除这样的热交换部之间的热交换的程度的偏差，需要根据热交换器中的风速分布而对各热交换部适当地分流制冷剂。但是，在专利文献1所示的热交换器中，如上所述，构成各热交换部的主热交换部全部被集中地配置在热交换器的上部，并且构成各热交换部的副热交换部全部被集中地配置在多个主热交换部的下侧。针对每个热交换部观察，由于任一热交换部均被配置在如下部分：被配置在空气的风速快的热交换器的上部的部分和被配置在空气的风速慢的热交换器的下部的部分，因此，导致不易与热交换器中的风速分布匹配。此外，主热交换部与副热交换部借助于连通管被连接起来，由于在热交换部之间连通管的长度及压头差(ヘッド差)较大不同，因此，这也导致不易与热交换器中的风速分布匹配。
这样，若作为构成上吹型热交换单元的热交换器而采用专利文献1所示的热交换器，则在作为制冷剂的蒸发器发挥作用时，难以根据热交换器中的风速分布而对各热交换部适当地分流制冷剂，要求提高分流性能。
本发明的课题在于，热交换单元具有：外壳，其在侧面形成有吸入口，在顶面形成有吹出口；送风机，其面向吹出口配置；和热交换器，其被配置在送风机的下侧，在该热交换单元中提高热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
第一方面的热交换单元具有外壳、送风机和热交换器。在外壳中，在侧面形成有吸入口，在顶面形成有吹出口。送风机在外壳内面向吹出口配置，将空气从吸入口吸入到外壳内并从吹出口排出。热交换器在外壳内被配置在送风机的下侧，进行制冷剂与空气的热交换。热交换器具有：立起设置的总集合管；多个扁平管，它们各自的一端与所述总集合管连接；和多个翅片，它们将相邻的扁平管之间划分成供空气流动的多个通风路。扁平管上下排列，并且在内部形成有制冷剂的通路。多个扁平管被划分成上下排列的多个热交换部。总集合管的内部空间被上下隔开，从而总集合管形成有与各热交换部对应的折返连通空间。各热交换部具有：主热交换部；和在主热交换部的下方通过折返连通空间串联连接的副热交换部。并且，这里，根据热交换器中的空气的风速分布，构成位于热交换器的上部的热交换部的扁平管的数量被设定成少于构成位于热交换器的下部的热交换部的扁平管的数量。
这里，如上所述，作为构成上吹型热交换单元的热交换器，采用热交换部上下排列的结构，所述热交换部由主热交换部和在主热交换部的下方通过总集合管的折返连通空间串联连接的副热交换部构成。因此，与专利文献1所示的结构不同，热交换部的排列沿着热交换器中的风速分布，此外，也可以去掉将主热交换部与副热交换部连接起来的连通管。
并且，这里，除了这样的热交换部的排列沿着热交换器中的风速分布的结构以外，如上所述，根据热交换器中的空气的风速分布，构成位于热交换器的上部的热交换部的扁平管的数量被设定成少于构成位于热交换器的下部的热交换部的扁平管的数量。因此，位于热交换器的上部的热交换部的传热面积小于位于热交换器的下部的热交换部的传热面积，能够消除位于热交换器的上部的热交换部与位于热交换器的下部的热交换部之间的热交换的程度的偏差。
由此，这里，能够根据热交换器中的风速分布将制冷剂适当地分流向各热交换部，能够提高使热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
第二方面的热交换单元在第一方面的热交换单元中，位于热交换器的上部的热交换部的构成主热交换部的扁平管的数量少于位于热交换器的下部的热交换部的构成主热交换部的扁平管的数量。
在作为制冷剂的蒸发器发挥作用时供气体状态的制冷剂较多流经的主热交换部的传热面积的大小较大地影响各热交换部的热交换的程度。
因此，这里，如上所述，通过改变构成主热交换部的扁平管的数量，所述主热交换部构成各热交换部，从而构成位于热交换器的上部的热交换部的扁平管的数量设定成少于构成位于热交换器的下部的热交换部的扁平管的数量。
由此，这里，通过改变对各热交换部的热交换的程度较大地影响的、构成主热交换部的扁平管的数量，从而能够提高热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
第三方面的热交换单元在第一方面或第二方面的热交换单元中，构成位于热交换器的最上部的热交换部的扁平管的数量为构成热交换器的扁平管的总数除以热交换部的数量而得到的值的0.6～0.9倍。
虽然有送风机与热交换器的位置关系等影响，但考虑热交换器中的空气的风速分布，作为位于热交换器的最上部的热交换部的传热面积，优选的是，为各热交换部的平均的传热面积的大约0.6～0.9倍。
因此，这里，如上所述，使构成最上层的热交换部的扁平管的数量为构成各热交换部的扁平管的平均数量(即，构成热交换器的扁平管的总数除以热交换部的数量而得到的值)的0.6～0.9倍。
因此，这里，通过使构成最上层的热交换部的扁平管的数量为考虑了热交换器中的空气的风速分布的适当的数量，从而能够提高热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
第四方面的热交换单元在第一方面至第三方面中的任一方面的热交换单元中，各热交换部中的构成主热交换部的扁平管的数量与构成副热交换部的扁平管的数量的比率为1.5～4.5。
在热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时，在各热交换部中，从副热交换部流入到折返连通空间中的制冷剂被分流地送到构成主热交换部的扁平管中，但此时由于气体状态的制冷剂较多地流向主热交换部，因此，从压力损失的减少及传热面积的确保的角度而言，优选的是，使构成主热交换部的扁平管的数量多于构成副热交换部的扁平管的数量。但是，若使构成主热交换部的扁平管的数量过多，则从折返连通空间向构成主热交换部的扁平管的分流变得困难，因此，考虑这一点，优选的是，将各热交换部中的构成主热交换部的扁平管的数量与构成副热交换部的扁平管的数量的比率限制在某种程度的范围内。
因此，这里，如上所述，将各热交换部中的构成主热交换部的扁平管的数量与构成副热交换部的扁平管的数量的比率限制在1.5～4.5的范围内。
因此，这里，通过使各热交换部中的构成主热交换部的扁平管的数量与构成副热交换部的扁平管的数量的比率为考虑了从折返连通空间向构成主热交换部的扁平管的分流的适当的比率，从而能够提高热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
第五方面的热交换单元在第一方面至第四方面中的任一方面的热交换单元中，在多个翅片中的与主热交换部和副热交换部的边界部对应的位置形成有翅片切断部，所述翅片切断部抑制边界部处的上下方向上的热传导。
作为热交换器，当采用由主热交换部和在主热交换部的下方通过总集合管的折返连通空间串联连接的副热交换部构成的热交换部上下排列的结构时，在主热交换部与相邻的副热交换部之间产生通过翅片的热传导。当产生该热传导时，在热交换器作为制冷剂的蒸发器发挥作用时，主热交换部被相邻的副热交换部冷却，流经主热交换部的制冷剂的加热不充分，热交换器的蒸发性能有可能降低。此外，在热交换器作为制冷剂的散热器发挥作用时，副热交换部被相邻的主热交换部加热，流经副热交换部的制冷剂的冷却不充分，热交换器的散热性能有可能降低。
因此，这里，如上所述，在多个翅片中的与主热交换部和副热交换部的边界部对应的位置形成翅片切断部，所述翅片切断部抑制边界部处的上下方向上的热传导。
因此，这里，能够利用翅片切断部抑制在主热交换部与相邻的副热交换部之间产生的通过翅片的热传导，能够抑制热交换器的蒸发性能及散热性能的降低。
附图说明
图1是采用作为本发明的一个实施方式的热交换单元的室外单元的空调装置的概略构成图。
图2是室外单元的外观立体图。
图3是室外单元的主视图(去除了室外热交换器以外的制冷剂回路构成部件而图示)。
图4是室外热交换器的概略立体图。
图5是图4的热交换部的局部放大图。
图6是室外热交换器的概略构成图。
图7是作为变形例的热交换单元的室外单元具有的室外热交换器的概略构成图。
图8是示出图7的室外热交换器的I-I截面的一部分的图。
具体实施方式
下面，根据附图对作为本发明的热交换单元的室外单元的实施方式及其变形例进行说明。另外，作为本发明的热交换单元的室外单元的具体的结构不限于下面的实施方式及其变形例，可在不脱离发明主旨的范围内进行变更。
(1)空调装置的结构
图1是采用作为本发明的一个实施方式的热交换单元的室外单元2的空调装置1的概略构成图。
空调装置1是可通过进行蒸汽压缩式的冷冻循环而进行建筑物等的室内的制冷和制热的装置。空调装置1主要具有：室外单元2；室内单元3a、3b；将室外单元2与室内单元3a、3b连接起来的液体制冷剂联络管4和气体制冷剂联络管5；以及对室外单元2和室内单元3a、3b的构成设备进行控制的控制部23。并且，通过将室外单元2和室内单元3a、3b借助制冷剂联络管4、5连接起来，从而构成空调装置1的蒸汽压缩式的制冷剂回路6。
室外单元2被设置于室外(建筑物的屋顶或建筑物的壁面附近等)，构成制冷剂回路6的一部分。室外单元2主要具有气液分离器7、压缩机8、四路切换阀10、室外热交换器11、作为膨胀机构的室外膨胀阀12、液侧封闭阀13、气体侧封闭阀14和室外风扇15。各设备及阀之间通过制冷剂管16～22被连接起来。
室内单元3a、3b被设置于室内(居室或天花板背侧空间等)，构成制冷剂回路6的一部分。室内单元3a主要具有室内膨胀阀31a、室内热交换器32a和室内风扇33a。室内单元3b主要具有作为膨胀机构的室内膨胀阀31b、室内热交换器32b和室内风扇33b。
制冷剂联络管4、5是将空调装置1设置于建筑物等的设置场所时在现场施工的制冷剂管。液体制冷剂联络管4的一端与室内单元2的液体侧封闭阀13连接，液体制冷剂联络管4的另一端与室内单元3a、3b的室内膨胀阀31a、31b的液体侧端部连接。气体制冷剂联络管5的一端与室内单元2的气体侧封闭阀14连接，气体制冷剂联络管5的另一端与室内单元3a、3b的室内热交换器32a、32b的气体侧端部连接。
被设置于室外单元2及室内单元3a、3b的控制基板等(未图示)被通信连接，从而构成控制部23。另外，在图1中，为方便起见，控制部23图示在与室外单元2及室内单元3a、3b远离的位置上。控制部23进行空调装置1(这里是室外单元2及室内单元3a、3b)的构成设备8、10、12、15、31a、31b、33a、33b的控制、即空调装置1整体的运转控制。
(2)空调装置的动作
下面，采用图1对空调装置1的动作进行说明。在空调装置1中，进行使制冷剂顺次流向压缩机8、室外热交换器11、室外膨胀阀12和室内膨胀阀31a、31b、室内热交换器32a、32b的制冷运转和使制冷剂顺次流向压缩机8、室内热交换器32a、32b、室内膨胀阀31a、31b和室外膨胀阀12、室外热交换器11的制热运转。另外，制冷运转和制热运转通过控制部23进行。
在制冷运转时，四路切换阀10被切换成室外散热状态(图1中的实线所示的状态)。在制冷剂回路6中，冷冻循环的低压的气体制冷剂被吸入到压缩机8，并在被压缩直至成为冷冻循环的高压后被排出。从压缩机8被排出的高压的气体制冷剂通过四路切换阀10被送至室外热交换器11。被送至室外热交换器11的高压的气体制冷剂在作为制冷剂的散热器发挥作用的室外热交换器11中借助室外风扇15与作为冷却源被提供的室外空气进行热交换而散热成为高压的液体制冷剂。在室外热交换器11中散热的高压的液体制冷剂通过室外膨胀阀12、液体侧封闭阀13和液体制冷剂联络管4被送至室内膨胀阀31a、31b。被送至室内膨胀阀31a、31b的制冷剂由室内膨胀阀31a、31b减压至冷冻循环的低压而成为低压的气液二相状态的制冷剂。由室内膨胀阀31a、31b减压后的低压的气液二相状态的制冷剂被送至室内热交换器32a、32b。被送至室内热交换器32a、32b的低压的气液二相状态的制冷剂在室内热交换器32a、32b中借助室内风扇33a、33b与作为加热源被提供的室内空气进行热交换而蒸发。由此，室内空气被冷却，之后，通过被提供到室内而进行室内的制冷。在室内热交换器32a、32b中蒸发的低压的气体制冷剂通过气体制冷剂联络管5、气体侧封闭阀14、四路切换阀10和气液分离器7而再次被吸入到压缩机8。
在制热运转时，四路切换阀10被切换成室外蒸发状态(图1中的虚线所示的状态)。在制冷剂回路6中，冷冻循环的低压的气体制冷剂被吸入到压缩机8，并在被压缩直至成为冷冻循环的高压后被排出。从压缩机8被排出的高压的气体制冷剂通过四路切换阀10、气体侧封闭阀14和气体制冷剂联络管5被送至室内热交换器32a、32b。被送至室内热交换器32a、32b的高压的气体制冷剂在室内热交换器32a、32b中借助室内风扇33a、33b与作为冷却源被提供的室内空气进行热交换而散热成为高压的液体制冷剂。由此，室内空气被加热，之后，通过被提供至室内而进行室内的制热。在室内热交换器32a、32b中散热的高压的液体制冷剂通过室内膨胀阀31a、31b、液体制冷剂联络管4和液体侧封闭阀13而被送至室外膨胀阀12。被送至室外膨胀阀12的制冷剂由室外膨胀阀12减压至冷冻循环的低压而成为低压的气液二相状态的制冷剂。由室外膨胀阀12减压后的低压的气液二相状态的制冷剂被送至室外热交换器11。被送至室外热交换器11的低压的气液二相状态的制冷剂在作为制冷剂的蒸发器发挥作用的室外热交换器11中借助室外风扇15与作为加热源被提供的室外空气进行热交换而蒸发成为低压的气体制冷剂。在室外热交换器11中蒸发的低压的制冷剂通过四路切换阀10和气液分离器7再次被吸入到压缩机8。
(3)室外单元的结构
图2是室外单元2的外观立体图。图3是室外单元2的主视图(去除了室外热交换器11以外的制冷剂回路构成部件而图示)。图4是室外热交换器11的概略立体图。图5是图4的热交换部60A～60K的局部放大图。图6是室外热交换器11的概略构成图。
<整体>
室外单元2是从外壳40的侧面将空气吸入并从外壳40的顶面将空气吹出的上吹型热交换单元。室外单元2主要具有：大致长方体箱状的外壳40；作为送风机的室外风扇15；以及包括压缩机及室外热交换器等设备7、8、11、四路切换阀及室外膨胀阀等阀10、12～14和制冷剂管16～22等并构成制冷剂回路6的一部分的制冷剂回路构成部件。另外，在下面的说明中，在没有特别说明的情况下，“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“前表面”、“背面”是指从前方(附图的左斜前侧)观察图2所示的室外单元2的情况下的方向。
外壳40主要具有：底框42，其被架设在沿左右方向延伸的一对安装腿41上；支柱43，其从底框42的角部沿铅垂方向延伸；风扇组件44，其被安装于支柱43的上端；和前面面板45，在侧面(这里是背面和左右两侧面)形成有空气的吸入口40a、40b、40c，在顶面形成有空气的吹出口40d。
底框42形成外壳40的底面，在底框42上设置有室外热交换器11。这里，室外热交换器11是面向外壳40的背面和左右两侧面的俯视观察大致为U字形状的热交换器，其实质上形成了外壳40的背面和左右两侧面。
在室外热交换器11的上侧设置有风扇组件44，形成了外壳40的前表面、背面以及左右两面的比支柱43靠上侧的部分和外壳40的顶面。这里，风扇组件44是在上表面和下表面开口的大致长方体形状的箱体中容纳室外风扇15而成的集合体。风扇组件44的顶面的开口是吹出口40d，在吹出口40d设置有吹出格栅46。室外风扇15在外壳40内面向吹出口40d配置，是将空气从吸入口40a、40b、40c吸入到外壳40内并从吹出口40d排出的送风机。
前面面板45被架设在前面侧的支柱43之间，形成了外壳40的前表面。
在外壳40内还容纳有室外风扇15和室外热交换器11以外的制冷剂回路构成部件(在图2中，图示气液分离器7、压缩机8和制冷剂管16～18)。这里，压缩机8和气液分离器7被设置在底框42上。
这样，室外单元2具有：外壳40，其在侧面(这里是背面和左右两侧面)形成有空气的吸入口40a、40b、40c，在顶面形成有空气的吹出口40d；室外风扇15，其在外壳40内面向吹出口40d配置；和室外热交换器11，其在外壳40内被配置在室外风扇15的下侧。并且，在这样的上吹型单元结构中，在室外风扇15的下侧配置有室外热交换器11，因此，通过室外热交换器11的空气的风速有如下倾向：与室外热交换器11的下部相比，室外热交换器11的上部风速较快(参照图3)。
<室外热交换器>
室外热交换器11是进行制冷剂与室外空气的热交换的热交换器，主要具有第一总集合管80、第二总集合管90、多个扁平管63和多个翅片64。这里，第一总集合管80、第二总集合管90、扁平管63和翅片64全部由铝或铝合金形成，彼此通过钎焊等被接合。
第一总集合管80和第二总集合管90均是纵长中空的圆筒形状的部件。第一总集合管80被立起设置在室外热交换器11的一端侧(这里是图4中的左前端侧或者图6中的左端侧)，第二总集合管90被立起设置在室外热交换器11的另一端侧(这里是图4中的右前端侧或者图6中的右端侧)。
扁平管63是具有成为传热面的朝向铅垂方向的平面部63a和供制冷剂流动的多个小的通路63b的扁平多孔管。扁平管63上下排列多个，两端与第一总集合管80和第二总集合管90连接。翅片64将相邻的扁平管63之间划分成供空气流动的多个通风路，形成有在水平上细长地延伸的多个缺口64a，以便供多个扁平管63插入。翅片64的缺口64a的形状与扁平管63的截面的外形大致一致。
在室外热交换器11中，多个扁平管63被区分成上下排列的多个(这里是11个)热交换部60A～60K。具体而言，这里，自上而下顺次地形成有第一热交换部60A、第二热交换部60B···第十热交换部60J、第十一热交换部60K。第一至第四热交换部60A～60D分别具有7根扁平管63。第五至第八热交换部60E～60H分别具有8根扁平管63。第九至第十一热交换部60I～60K分别具有9根扁平管63。
第一总集合管80的内部空间被隔板81上下隔开，由此所述第一总集合管80形成有与各热交换部60A～60K对应的出入口连通空间82A～82K。此外，各出入口连通空间82A～82K还被隔板83上下隔开，从而形成有上侧的气体侧出入口连通空间84A～84K和下侧的液体侧出入口连通空间85A～85K。并且，各液体侧出入口连通空间85A～85K与构成对应的热交换部60A～60K的扁平管63中的从下面起两根扁平管63连通，各气体侧出入口连通空间84A～84K与构成对应的热交换部60A～60K的扁平管63中的剩余的扁平管连通。这里，将与各气体侧出入口连通空间84A～84K连通的扁平管63作为主热交换部61A～61K，将与各液体侧出入口连通空间85A～85K连通的扁平管63作为副热交换部62A～62K。即，在第一至第四出入口连通空间82A～82D中，第一至第四液体侧出入口连通空间85A～85D与构成第一至第四热交换部60A～60D的扁平管63中的从下面起两根扁平管63连通(副热交换部62A～62D)，第一至第四气体侧出入口连通空间84A～84D与构成第一至第四热交换部60A～60D的扁平管63中的剩余的五根扁平管连通(主热交换部61A～61D)，在第五至第八出入口连通空间82E～82H中，第五至第八液体侧出入口连通空间85E～85H与构成第五至第八热交换部60E～60H的扁平管63中的从下面起两根扁平管63连通(副热交换部62E～62H)，第五至第八气体侧出入口连通空间84E～84H与构成第五至第八热交换部60E～60H的扁平管63中的剩余的六根扁平管连通(主热交换部61E～61H)。在第九至第十一出入口连通空间82I～82K中，第九至第十一液体侧出入口连通空间85I～85K与构成第九至第十一热交换部60I～60K的扁平管63中的从下面起两根扁平管63连通(副热交换部62I～62K)，第九至第十一气体侧出入口连通空间84I～84K与构成第九至第十一热交换部60I～60K的扁平管63中的剩余的七根扁平管连通(主热交换部61I～61K)。
此外，将在制热运转时从室外膨胀阀12送来的制冷剂分流地送至各液体侧出入口连通空间85A～85K的液体侧分流部件70和将在制冷运转时从压缩机8送来的制冷剂分流地送至各气体侧出入口连通空间84A～84K的气体侧分流部件75与第一总集合管80连接。
液体侧分流部件70具有：液体侧制冷剂分流器71，其与制冷剂管20(参照图1)连接；和液体侧制冷剂分流管72A～72K，它们从液体侧制冷剂分流器71延伸并与各液体侧出入口连通空间85A～85K连接。
气体侧分流部件75具有：气体侧制冷剂分流母管76，其与制冷剂管19(参照图1)连接；和气体侧制冷剂分流支管77A～77K，它们从气体侧制冷剂分流母管76延伸并与各气体侧出入口连通空间84A～84K连接。
第二总集合管90的内部空间被隔板91上下隔开，从而第二总集合管90形成有与各热交换部60A～60K对应的折返连通空间92A～92K。并且，各折返连通空间92A～92K与构成对应的热交换部60A～60K的所有扁平管63连通。即，第一至第四折返连通空间92A～92D与构成第一至第四热交换部60A～60D的全部七根扁平管63连通。第五至第八折返连通空间92E～92H与构成第五至第八热交换部60E～60H的全部八根扁平管63连通。第九至第十一折返连通空间92I～92K与构成第九至第十一热交换部60I～60K的全部九根扁平管63连通。
由此，各热交换部60A～60K具有：主热交换部61A～61K；和在主热交换部61A～61K的下方通过折返连通空间92A～92K串联连接的副热交换部62A～62K。即，热交换部60A～60D具有如下的结构：构成与气体侧出入口连通空间84A～84D连通的主热交换部61A～61D的扁平管63与构成位于各主热交换部61A～61D的正下方并与液体侧出入口连通空间85A～85D连通的副热交换部62A～62D的扁平管63通过折返连通空间92A～92D串联连接。热交换部60E～60H具有如下的结构：构成与气体侧出入口连通空间84E～84H连通的主热交换部61E～61H的扁平管63与构成位于各主热交换部61E～61H的正下方并与液体侧出入口连通空间85E～85H连通的副热交换部62E～62H的扁平管63通过折返连通空间92E～92H串联连接。热交换部60I～60K具有如下的结构：构成与气体侧出入口连通空间84I～84K连通的主热交换部61I～61K的扁平管63与构成位于各主热交换部61I～61K的正下方并与液体侧出入口连通空间85I～85K连通的副热交换部62I～62K的扁平管63通过折返连通空间92I～92K串联连接。
并且，这里，根据室外热交换器11的空气的风速分布，如上所述，构成位于室外热交换器11的上部的热交换部60A～60D的扁平管63的数量(7根)被设定成少于构成位于室外热交换器11的下部的热交换部60I～60K的扁平管63的数量(9根)。
此外，这里，构成位于室外热交换器11的最上部的第一热交换部60A的扁平管63的数量(7根)为构成室外热交换器11的扁平管63的总数(87根)除以热交换部60A～60K的数量(11个)而得到的值的0.6～0.9倍。另外，室外热交换器11中的热交换部的数量既可以是10个以下，也可以是12个以上，根据室外热交换器11的高度等设定。
此外，这里，位于室外热交换器11的上部的热交换部60A～60D的构成主热交换部61A～61D的扁平管63的数量(5根)少于位于室外热交换器11的下部的热交换部60I～60K的构成主热交换部61I～61K的扁平管63的数量(7根)。
此外，这里，各热交换部60A～60K中的构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量(5～7根)与构成副热交换部62A～62K的扁平管63的数量(2根)的比率为1.5～4.5。
下面，对具有上述结构的室外热交换器11中的制冷剂的流动进行说明。
在制冷运转时，室外热交换器11作为从压缩机8被排出的制冷剂的散热器发挥作用。
从压缩机8被排出的制冷剂通过制冷剂管19(参照图1)被送至气体侧分流部件75。被送至气体侧分流部件75的制冷剂从气体侧制冷剂分流母管76被分流至各气体侧制冷剂分流支管77A～77K而被送至第一总集合管80的各气体侧出入口连通空间84A～84K。
被送至各气体侧出入口连通空间84A～84K的制冷剂被分流至构成对应的热交换部60A～60K的主热交换部61A～61K的扁平管63。被送至各扁平管63的制冷剂借助于在流经其通路63b期间与室外空气的热交换而散热，并在第二总集合管90的各折返连通空间92A～92K汇合。即，制冷剂通过主热交换部61A～61K。此时，制冷剂从过热气体状态散热至成为气液二相状态或接近饱和状态的液体状态。
在各折返连通空间92A～92K汇合的制冷剂被分流至构成对应的热交换部60A～60K的副热交换部62A～62K的扁平管63。被送至各扁平管63的制冷剂借助于在流经其通路63b期间与室外空气的热交换而散热，并在第一总集合管80的各液体侧出入口连通空间85A～85K汇合。即，制冷剂通过副热交换部62A～62K。此时，制冷剂从气液二相状态或接近饱和状态的液体状态进一步散热至成为过冷却液体状态。
被送至各液体侧出入口连通空间85A～85K的制冷剂被送至液体侧制冷剂分流部件70的液体侧制冷剂分流管72A～72K，并在液体侧制冷剂分流器71汇合。在液体侧制冷剂分流器71汇合的制冷剂通过制冷剂管20(参照图1)被送至室外膨胀阀12(参照图1)。
在制热运转时，室外热交换器11作为在室外膨胀阀12(参照图1)中被减压的制冷剂的蒸发器发挥作用。
在室外膨胀阀12中被减压的制冷剂通过制冷剂管20(参照图1)被送至液体侧制冷剂分流部件70。被送至液体侧制冷剂分流部件70的制冷剂从液体侧制冷剂分流器71被分流至各液体侧制冷剂分流管72A～72K而被送至第一总集合管80的各液体侧出入口连通空间85A～85K。
被送至各液体侧出入口连通空间85A～85K的制冷剂被分流至构成对应的热交换部60A～60K的副热交换部62A～62K的扁平管63。被送至各扁平管63的制冷剂借助于在其通路63b流动期间与室外空气的热交换而蒸发，并在第二总集合管90的各折返连通空间92A～92K汇合。即，制冷剂通过副热交换部62A～62K。此时，制冷剂从液体成分多的气液二相状态蒸发直至成为气体成分多的气液二相状态或接近饱和状态的气体状态。
在各折返连通空间92A～92K汇合的制冷剂被分流至构成对应的热交换部60A～60K的主热交换部61A～61K的扁平管63。被送至各扁平管63的制冷剂借助于在其通路63b流动期间与室外空气的热交换而蒸发(被加热)，并在第一总集合管80的各气体侧出入口连通空间84A～84K汇合。即，制冷剂通过主热交换部61A～61K。此时，制冷剂从气体成分多的气液二相状态或接近饱和状态的气体状态进一步蒸发(被加热)直至成为过热气体状态。
被送至各气体侧出入口连通空间84A～84K的制冷剂被送至气体侧制冷剂分流部件75的气体侧制冷剂分流支管77A～77K，并在气体侧制冷剂分流母管76汇合。在气体侧制冷剂分流母管76汇合的制冷剂通过制冷剂管19(参照图1)被送至压缩机8(参照图1)的吸入侧。
(4)特征
本实施方式的室外单元2具有如下的特征。
<A>
这里，如上所述，作为构成上吹型的室外单元2(热交换单元)的室外热交换器11(热交换器)，采用热交换部60A～60K上下排列的结构，所述热交换部60A～60K由主热交换部61A～61K和在主热交换部61A～61K的下方通过总集合管90的折返连通空间92A～92K串联连接的副热交换部62A～62K构成。因此，与专利文献1所示的结构不同，热交换部60A～60K的排列沿着热交换器中的风速分布，此外，也可以去掉将主热交换部61A～61K与副热交换部62A～62K连接起来的连通管。
并且，这里，除了这样的热交换部60A～60K的排列沿着室外热交换器11中的风速分布的结构以外，如上所述，根据室外热交换器11中的空气的风速分布，构成位于室外热交换器11的上部的热交换部60A～60D的扁平管63的数量被设定成少于构成位于室外热交换器11的下部的热交换部60I～60K的扁平管63的数量。因此，位于室外热交换器11的上部的热交换部60A～60D的传热面积小于位于室外热交换器11的下部的热交换部60I～60K的传热面积，能够消除位于室外热交换器11的上部的热交换部60A～60D与位于室外热交换器11的下部的热交换部60I～60K之间的热交换的程度的偏差。
由此，这里，能够根据室外热交换器11中的风速分布将制冷剂适当地分流向各热交换部60A～60K，能够提高使室外热交换器11作为制冷剂的蒸发器发挥作用时(这里是制热运转时)的分流性能。
<B>
在作为制冷剂的蒸发器发挥作用时供气体状态的制冷剂较多流经的主热交换部61A～61K的传热面积的大小较大地影响各热交换部60A～60K的热交换的程度。
因此，这里，如上所述，通过改变构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量，所述主热交换部61A～61K构成各热交换部60A～60K，从而构成位于室外热交换器11的上部的热交换部60A～60D的扁平管63的数量设定成少于构成位于室外热交换器11的下部的热交换部60I～60K的扁平管63的数量。
由此，这里，通过改变对各热交换部60A～60K的热交换的程度较大地影响的、构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量，从而能够提高室外热交换器11作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
<C>
虽然有室外风扇15(送风机)与室外热交换器11的位置关系等影响，但考虑室外热交换器11中的空气的风速分布，作为位于室外热交换器11的最上部的热交换部60A的传热面积，优选的是，为各热交换部60A～60K的平均的传热面积的大约0.6～0.9倍。
因此，这里，如上所述，使构成最上层的热交换部60A的扁平管63的数量为构成各热交换部60A～60K的扁平管63的平均数量(即，构成室外热交换器11的扁平管63的总数除以热交换部60A～60K的数量而得到的值)的0.6～0.9倍。
因此，这里，通过使构成最上层的热交换部60A的扁平管63的数量为考虑了室外热交换器11中的空气的风速分布的适当的数量，从而能够提高室外热交换器11作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
<D>
在室外热交换器11作为制冷剂的蒸发器发挥作用时，在各热交换部60A～60K中，从副热交换部62A～62K流入到折返连通空间92A～92K中的制冷剂被分流地送至构成主热交换部61A～61K的扁平管63中。此时，由于气体状态的制冷剂较多地流向主热交换部61A～61K，因此，从压力损失的减少及传热面积的确保的角度而言，优选的是，使构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量多于构成副热交换部62A～62K的扁平管63的数量。但是，若使构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量过多，则从折返连通空间92A～92K向构成主热交换部61A～61K的扁平管63的分流变得困难，因此，考虑这一点，优选的是，将各热交换部60A～60K中的构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量与构成副热交换部62A～62K的扁平管63的数量的比率限制在某种程度的范围内。
因此，这里，如上所述，将各热交换部60A～60K中的构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量与构成副热交换部62A～62K的扁平管63的数量的比率限制在1.5～4.5的范围内。
因此，这里，通过使各热交换部60A～60K中的构成主热交换部61A～61K的扁平管63的数量与构成副热交换部62A～62K的扁平管63的数量的比率为考虑了从折返连通空间92A～92K向构成主热交换部61A～61K的扁平管63的分流的适当的比率，从而能够提高室外热交换器11作为制冷剂的蒸发器发挥作用时的分流性能。
(5)变形例
<A>
作为室外热交换器11(热交换器)，当采用由主热交换部61A～61K和在主热交换部61A～61K的下方通过总集合管90的折返连通空间92A～92K串联连接的副热交换部62A～62K构成的热交换部60A～60K上下排列的结构时，在主热交换部61A～61K与相邻的副热交换部62A～62K之间产生通过翅片64的热传导。当产生该热传导时，在室外热交换器11作为制冷剂的蒸发器发挥作用时(这里是制热运转时)，主热交换部61A～61K被相邻的副热交换部62A～62K冷却，流经主热交换部61A～61K的制冷剂的加热不充分，室外热交换器11的蒸发性能有可能降低。此外，在室外热交换器11作为制冷剂的散热器发挥作用时(这里是制冷运转时)，副热交换部62A～62K被相邻的主热交换部61A～61K加热，流经副热交换部62A～62K的制冷剂的冷却不充分，室外热交换器11的散热性能有可能降低。
因此，这里，如图7和图8所示，在多个翅片64中的与主热交换部61A～61K和副热交换部62A～62K的边界部对应的位置形成翅片切断部64b，所述翅片切断部64b抑制边界部处的上下方向上的热传导。这里，翅片切断部64b从热交换部60A～60K的制冷剂的流动方向(即，扁平管63的长度方向上)的一端形成到另一端(参照图7)。此外，翅片切断部64b以横穿构成主热交换部61A～61K的扁平管63和构成与之相邻的副热交换部62A～62K的扁平管63之间的方式形成为水平地细长延伸的缝隙状。另外，翅片切断部64b也可以不从热交换部60A～60K的制冷剂的流动方向上的一端形成到另一端，也可以仅形成在主热交换部61A～61K与副热交换部62A～62K之间的温度差最大的热交换部60A～60K的靠近第一总集合管80的部分(靠近制冷剂的出入口的部分)。此外，翅片切断部64b也可以形成为断续的多个缝隙状(即，针眼状)而非不间断的缝隙状。
由此，这里，能够利用翅片切断部64b抑制在主热交换部61A～61K与相邻的副热交换部62A～62K之间产生的通过翅片64的热传导，并能够抑制室外热交换器11的蒸发性能或散热性能的降低。
<B>
在上述实施方式和变形例A中，构成各副热交换部61A～61K的扁平管63均为相同根数(2根)，但也可以使扁平管63的根数不同。
产业上的可利用性
本发明可广泛地应用于热交换单元，所述热交换单元具有：外壳，其在侧面形成有吸入口并在顶面形成有吹出口；送风机，其面向吹出口配置；和热交换器，其被配置在送风机的下侧。
标号说明
2 室外单元(热交换单元)
11 室外热交换器(热交换器)
15 室外风扇(送风机)
40 外壳
40a、40b、40c 吸入口
40d 吹出口
60A～60K 热交换部
61A～61K 主热交换部
62A～62K 副热交换部
63 扁平管
64 翅片
64b 翅片切断部
90 第二总集合管(总集合管)
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-163319号公报

Claims (5)

1.一种热交换单元(2)，所述热交换单元(2)具备：
外壳(40)，其在侧面形成有吸入口(40a、40b、40c)，在顶面形成有吹出口(40d)；
送风机(15)，其在所述外壳内面向所述吹出口配置，将空气从所述吸入口吸入到所述外壳内并从所述吹出口排出；和
热交换器(11)，其在所述外壳内被配置在所述送风机的下侧，进行制冷剂与所述空气的热交换，
所述热交换器具有：
立起设置的总集合管(90)；
多个扁平管(63)，它们上下排列并且在内部形成有所述制冷剂的通路，各自的一端与所述总集合管连接；和
多个翅片(64)，它们将相邻的所述扁平管之间划分成供所述空气流动的多个通风路，
多个所述扁平管被区分成上下排列的多个热交换部(60A～60K)，
所述总集合管的内部空间被上下隔开，由此所述总集合管形成有与各所述热交换部对应的折返连通空间(92A～92K)，
各所述热交换部具有：主热交换部(61A～61K)；和在所述主热交换部的下方通过所述折返连通空间串联连接的副热交换部(62A～62K)，
根据所述热交换器中的所述空气的风速分布，构成位于所述热交换器的上部的所述热交换部的所述扁平管的数量被设定成少于构成位于所述热交换器的下部的所述热交换部的所述扁平管的数量。
2.根据权利要求1所述的热交换单元，其中，
位于所述热交换器的上部的所述热交换部的构成所述主热交换部的所述扁平管的数量少于位于所述热交换器的下部的所述热交换部的构成所述主热交换部的所述扁平管的数量。
3.根据权利要求1或2所述的热交换单元，其中，
构成位于所述热交换器的最上部的所述热交换部的所述扁平管的数量为构成所述热交换器的所述扁平管的总数除以所述热交换部的数量而得到的值的0.6～0.9倍。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的热交换单元，其中，
各所述热交换部中的构成所述主热交换部的所述扁平管的数量与构成所述副热交换部的所述扁平管的数量的比率为1.5～4.5。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的热交换单元，其中，
在多个所述翅片中的与所述主热交换部和所述副热交换部的边界部对应的位置形成有翅片切断部(64b)，所述翅片切断部(64b)抑制所述边界部处的上下方向上的热传导。
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